PROGETTO WISE Wastewater Integrated System Enhancement

Radarmeteo s.r.l.

www.radarmeteo.com info@radarmeteo.com

INQUADRAMENTO NORMATIVO

•  Finanziato con DGR n. 2054 del 19 novembre 2013 all’interno del Programma Operativo Regionale (POR) parte FESR (2007-2013)

•  obiettivo “Competitività Regionale e Occupazione (CRO)”

•  attuazione dell'Asse 5, Linea di intervento 5.1, Azione 5.1.1 "Cooperazione interregionale”

•  bando N. 2/2013 per "Contributi per il finanziamento di progetti di ricerca industriale e sviluppo sperimentale a carattere interregionale”

PARTNER DI PROGETTO

IN COLLABORAZIONE CON:

www.radarmeteo.com www.lutraconsulting.co.uk

www.meteocenter.it www.aps-srl.eu www.unimarconi.it

SINTESI DEL PROGETTO

INTEGRAZIONE della RETE RADAR METEOROLOGICA con SENSORISTICA DISTRIBUITA per lo SVILUPPO di un SISTEMA di CONTROLLO AUTOMATICO delle RETI

FOGNARIE

Rilevazioni ad altissima precisione per previsioni sul pericolo di esondazioni e sul comportamento delle reti

fognarie, in particolare nelle aree urbane

OBIETTIVI STRATEGICI

•  Pianificazione di strategie in real-time per la gestione integrata del sistema delle acque di scarico

•  Pianificazione di strategie di supporto decisionale (utilizzando l’output di un modello previsionale)

•  Analisi del comportamento della rete in fase di progettazione (utilizzando dati storici di precipitazione accumulata)

•  Sviluppo di un database che definisca parametri chiave nella progettazione di future reti

OBIETTIVO OPERATIVO

Sviluppare un software che integri:

A.  MODELLO IDROLOGICO LOCALE

B.  MODELLO IDRAULICO

Allo scopo di:

•  predisporre strategie di intervento (SISTEMA DI CONTROLLO IN REAL-TIME - RTC)

•  INDIVIDUARE PUNTI CRITICI

•  OTTIMIZZARE LA RETE in relazione al quantitativo di precipitazione accumulata sull’area di interesse

PROBLEMATICHE DI ALTRI SISTEMI

•  Carenza di dati ambientali di input validi (in particolare di precipitazione), sia per densità che per qualità

•  Mancanza di integrazione tra dati misurati e output dei modelli locali di previsione meteorologica

•  Mancanza di integrazione tra dati delle precipitazioni in atto e dati relativi alla situazione idrogeologica e idraulica del territorio di riferimento

Analisi idrologica Real-Time

Analisi idrologica sulla base di dati storici

Analisi rete fognaria

Diagramma di flusso sistema WISE

Analisi idrologica sulla base di dati storici

Analisi rete fognaria

Analisi idrologica Real-Time

Analisi idrologica Real-Time

Analisi idrologica sulla base di dati storici

Analisi rete fognaria

Analisi rete fognaria

Analisi idrologica Real-Time

Analisi idrologica sulla base di dati storici

ASPETTI INNOVATIVI

Integrazione di vari input:

•  dati forniti dai radar meteorologici

•  dati provenienti dalle misure puntuali delle precipitazioni tramite pluviometri low-cost

•  modellazione del territorio estremamente accurata grazie alle rilevazioni LIDAR

•  modellistica meteorologica avanzata

PIATTAFORMA DI PROGETTAZIONE E DI MONITORAGGIO REAL-TIME DELLA RETE IDRICA E FOGNARIA

Reti Meteorologiche

Dati radar

INTEGRAZIONE DATI PLUVIOMETRI + RADAR

INTEGRAZIONE DATI PLUVIOMETRI + RADAR

DATI RACCOLTI DA STAZIONE - PUNTIFORMI

Interpolazione con metodologia Kriging (processo Gaussiano di

regressione)

Integrazione dei dati radar per le precipitazioni

DATI FORNITI - AREALI

Elaborazione finale

Dati meteorologici areali con possibilità di

estrarne i valori su qualsiasi punto del territorio (particella

catastale, area amministrativa ecc.)

INTEGRAZIONE DATI PLUVIOMETRI + RADAR

Elaborazione finale

•  Visualizzazione dei dati su piattaforma dedicata

•  Approccio per livelli e molteplici possibilità di visualizzazione

MAPPA DI ESONDABILITÀ SU AREA PILOTA

Individuazione Obiettivi del sistema di drenaggio urbano

Il Sistema ha un potenziale di controllo?

Applicazione di misure Convenzionali

NO

SI

STEP 2

Procedura standard WISE – Step1

1.  Determinazione dello stato di fatto della Rete –  Mappatura della Rete e dell’orografia. Possibile Copertura LIDAR, inserimento Rete su

base GIS –  In Assenza di elementi attivi, scolmatori etc: –  Scelta orizzonte temporale = tempo di ritorno idraulico, es. 25 anni (accettazione di un

rischio) –  Determinazione parametri della condotta: dimensione e materiale, portata in transito

all’evento 25nnale, età, obsolescenza (in relazione alla massima vita utile per quel materiale) …

2.  Dati stato di fatto e orizzonte temporale (orizzonte temporale = possibilità di operare investimenti coperti nei prossimi 5 anni, per esempio. Si possono mettere più condizioni, es. inserire il costo del denaro etc), la Funzione-obiettivo può essere: –  il miglior impiego del budget; –  la riduzione dell’impegno economico effettivo (come sopra aggiungendo il costo del

denaro) –  la sostituzione del maggior numero di condotte critiche; –  la sostituzione del maggior numero di condotte vecchie …

NOTE: •  Cambiando una condotta, si può adeguare il diametro; può risultare che il miglior intervento

sia sostituzione di condotta nuovissima, ma inadeguata. •  In condizione di vero “caso di studio”, si ipotizzano i costi connessi a determinati eventi (es. la

rottura, l’allagamento,…) per orientare meglio la scelta

Applicazione di misure convenzionali

Procedura standard WISE – Step2

Ulteriori informazioni

Info Sufficienti?

STEP 1

Identificazione info aggiuntive

SI ü Infrastrutture, sensori, sistemi di controllo ü Disponibilità di software di simulazione e dati di misura ü Aspetti dell’organizzazione ü Aspetti legali

SI

NO

Valutazione preliminare potenziale RTC Valutazione misure convenzionali (no RTC)

Valutazione degli SCENARI ü Specificazione criteri ü Specificazione scenari di carico (eventi di pioggia) ü Stima del potenziale di controllo ü Specificazione sensori e dispositivi controllo ü Design algoritmi di controllo ü Simulazione algoritmi di controllo ü Identificazione condizione al contorno legali RTC opzione

favorevole?

Piano dettagliato delle misure convenzionali

STEP 3 SI

Implementazione di algoritmi decisionali

Implementazione di algoritmi decisionali per problemi multiobiettivo (es: ottimizzazione dell’uso delle stazioni di pompaggio, ottimizzazione dei parametri di controllo degli impianti di trattamento, ecc…) A livello generale il problema è descritto da n parametri controllabili: Problema di controllo a multi-obiettivi è ridotto al seguente problema di ottimizzazione delle funzioni obiettivo:

nxxx ...1=

{ } Ω∈= xxfxfxMinF m ,)(),...,()( 1

0)(0)(

=

≥

xhxg

i

i

Spazio delle soluzioni

)(),...,(1 xfxf m

Vincoli di disuguaglianza

Vincoli di uguaglianza Kjki

,...,1,...,1

=

=

Procedura standard WISE – Step3

ü Piano dettagliato dell’algoritmo RTC ü Programmazione del’implementazione del sistema RTC

Piano dettagliato ed implementazione RTC

SI

A CHE BISOGNI RISPONDE?

•  Ottimizzazione del funzionamento delle reti esistenti •  Riduzione costi di manutenzione della rete •  Riduzione dei costi di adeguamento della rete •  Definizione di nuovi standard progettuali che integrino la

possibilità di operare su nuove condizioni limite, per ridurre i costi di impianto

•  Sviluppo di Smart Cities

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